ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.09.2020
Просмотров: 4599
Скачиваний: 25
156
бактерии
,
цианобактерии
и
зеленые
растения
)
могут
обитать
лишь
в
тех
частях
биосферы
,
куда
проникает
достаточное
количество
солнечной
энергии
.
Такими
местами
являются
атмосфера
(
наземно
-
воздушная
сре
-
да
),
верхний
слой
почвы
толщиной
в
несколько
миллиметров
,
хорошо
освещаемые
верхние
слои
водной
среды
,
достигающие
толщины
от
не
-
скольких
десятков
сантиметров
в
быстро
текущих
реках
до
1
км
и
более
в
прозрачных
водах
Мирового
океана
.
Таким
образом
,
распространение
зеленых
растений
и
других
фотосинтезирующих
организмов
в
био
-
сфере
зависит
от
степени
влияния
солнечной
энергии
.
Зеленые
растения
не
поднимаются
в
горы
выше
чем
на
6 200
м
из
-
за
того
,
что
там
низкое
давление
углекислого
газа
и
отсутствует
жидкая
вода
.
Однако
отсутствие
растений
на
большой
высоте
не
является
препятствием
для
существования
некоторых
организмов
.
Так
,
выше
зоны
существования
растений
при
отсутствии
непосред
-
ственного
контакта
с
продуцентами
на
высокогорье
встречаются
пауки
(Aranei),
клещи
(Acariformes, Parasitiformes)
,
ногохвостки
(Collembola)
,
жуки
-
жужелицы
(Carabidae),
которые
питаются
орга
-
ническими
частицами
,
заносимыми
туда
ветром
,
или
ведут
хищный
образ
жизни
.
В
пустынях
Африки
и
Южной
Америки
,
на
лишенных
растительности
барханах
,
живут
жуки
-
чернотелки
(Tenebrionidae),
которые
также
питаются
только
мертвой
органикой
,
заносимой
ту
-
да
ветром
,
а
воду
получают
,
путем
конденсации
в
утренние
часы
на
поверхности
своего
тела
,
а
также
благодаря
распаду
липидов
.
На
больших
глубинах
в
абсолютной
темноте
живут
хемосинте
-
зирующие
и
сапротрофные
бактерии
,
беспозвоночные
животные
,
такие
как
кишечнополостные
(
морские
перья
(Umbellula)
),
различ
-
ные
кольчатые
черви
(Annelida)
и
др
.
Большинство
из
них
питают
-
ся
мертвым
органическим
веществом
,
попадающим
из
верхних
,
освещенных
слоев
гидросферы
(
мертвые
организмы
,
продукты
жизнедеятельности
живых
организмов
и
т
.
д
.).
Очевидно
,
что
организмы
имеют
высокую
адаптивную
способ
-
ность
.
В
процессе
эволюции
они
приспособились
к
таким
условиям
,
в
которых
,
на
первый
взгляд
,
жить
невозможно
.
Экологическая
пла
-
стичность
некоторых
видов
по
отношению
к
ряду
экологических
фак
-
торов
поражает
.
Так
,
споры
и
мицелий
некоторых
грибов
не
теряют
жизнеспособности
даже
в
условиях
высокого
вакуума
(10
–13
—10
–11
мм
рт
.
ст
.).
Космический
вакуум
достигает
10
–16
мм
рт
.
ст
.
Отдельные
виды
бактерий
выдерживают
облучение
в
2—3
млн
рад
.
Ре
по
зи
то
ри
й
Ба
рГ
У
157
Нескорые
виды
бактерий
переносили
температуру
жидкого
гелия
,
водорода
и
азота
.
Многие
более
высокоразвитые
организмы
выдержи
-
вают
полное
замораживание
(
растения
,
грибы
,
насекомые
,
рыбы
,
земно
-
водные
).
А
некоторые
высшие
растения
и
насекомые
могут
выжить
при
температурах
,
приближающихся
к
абсолютному
нулю
(–273°
С
) [16].
В
противоположность
этому
некоторые
споры
грибов
и
бактерий
перено
-
сят
высокие
температуры
,
например
температуру
кипения
воды
.
Существуют
микроорганизмы
,
живущие
в
сильно
концентриро
-
ванных
соляных
растворах
(250
мг
/
л
).
Уникальны
приспособления
глубоководных
животных
,
организм
ко
-
торых
успешно
противостоит
давлению
многокилометровой
толщи
воды
.
Именно
благодаря
этим
и
многим
другим
приспособлениям
живые
организмы
смогли
заселить
такие
разные
по
своим
характе
-
ристикам
среды
жизни
и
стать
могучим
геохимическим
фактором
—
живым
веществом
биосферы
.
5.1.3
Живое
вещество
биосферы
В
основу
учения
В
.
И
.
Вернадского
о
биосфере
положено
пред
-
ставление
о
планетарной
геохимической
роли
живого
вещества
в
образовании
биосферы
как
продукта
длительного
превращения
ве
-
ществ
и
энергии
в
ходе
геологического
развития
Земли
.
Живое
вещество
—
это
совокупность
существующих
(
или
су
-
ществовавших
в
определенный
отрезок
времени
)
живых
организ
-
мов
,
являющихся
мощным
геологическим
фактором
.
В
пределах
биосферы
везде
встречается
либо
само
живое
веще
-
ство
,
либо
следы
его
деятельности
:
атмосферные
и
некоторые
гидро
-
сферные
газы
,
нефть
,
каменный
уголь
,
известняк
,
сланцы
,
торф
и
др
.
В
отличие
от
живых
существ
на
всех
уровнях
их
организации
жи
-
вое
вещество
,
как
биогеохимический
фактор
,
в
понимании
В
.
И
.
Вер
-
надского
характеризуется
элементарным
химическим
составом
,
мас
-
сой
и
энергией
.
Оно
трансформирует
солнечную
энергию
и
вовлекает
неорганическую
материю
в
непрерывный
круговорот
.
Кроме
того
,
в
понятие
живого
вещества
входят
организмы
,
существовавшие
ранее
и
оставившие
следы
своей
жизнедеятельности
,
но
до
сих
пор
не
поте
-
рявшие
значение
как
геохимических
фактор
.
Ре
по
зи
то
ри
й
Ба
рГ
У
158
Одновременно
функционирующая
масса
живого
вещества
сравни
-
тельно
невелика
—
около
1 / 6 · 10
–6
массы
Земли
.
Это
составляет
около
0,01%
массы
всей
биосферы
.
Несмотря
на
небольшую
относительную
массу
,
живое
вещество
,
как
говорилось
выше
,
является
мощным
геоло
-
гическим
фактором
.
Как
указывал
В
.
И
.
Вернадский
,
за
время
сущест
-
вования
жизни
все
наружные
слои
земного
шара
переработаны
орга
-
низмами
на
99%!
Данный
факт
является
еще
одним
подтверждением
эффективности
и
значимости
этого
фактора
в
истории
Земли
.
Через
живое
вещество
многократно
прошли
атомы
почти
всех
хи
-
мических
элементов
.
В
конечном
итоге
живое
вещество
определило
состав
атмосферы
,
гидросферы
,
почв
,
большинства
осадочных
пород
.
Наряду
с
понятием
«
живое
вещество
»
В
.
И
.
Вернадский
ввел
понятия
«
косное
вещество
»
и
«
биокосное
вещество
».
Косное
вещество
—
твердое
,
жидкое
и
газообразное
вещество
,
образующееся
без
участия
живых
организмов
,
в
совокупности
с
живым
и
биокосным
веществом
формирует
биосферу
.
Примерами
являются
вещества
,
образующиеся
при
извержении
вулканов
,
газ
радон
,
многие
горные
породы
.
Биокосное
вещество
—
косное
вещество
,
преобразованное
жи
-
выми
организмами
(
вода
,
почва
,
ил
и
т
.
п
.).
Между
живым
и
косным
веществом
существует
непрерывная
связь
во
время
дыхания
,
питания
,
размножения
живого
вещества
,
т
.
е
.
миграция
атомов
из
косных
тел
биосферы
в
живые
.
Живое
вещество
биосферы
химически
и
геологически
очень
ак
-
тивно
,
как
говорилось
выше
.
При
его
участии
образуются
биогенные
(
каменный
уголь
,
нефть
,
известняк
и
др
.),
а
также
биокосные
веще
-
ства
(
почти
вся
вода
биосферы
,
почва
,
кора
выветривания
и
т
.
д
.).
5.1.4
Функции
живого
вещества
Различают
пять
главных
функций
живого
вещества
в
биосфере
:
энергетическую
,
газовую
,
концентрационную
,
окислительно
-
восстано
-
вительную
и
деструкционную
.
В
ряде
литературных
ис
-
точников
эти
функции
называют
функциями
биосферы
.
Энергетическая
функция
—
обеспечение
потока
энергии
через
живые
организмы
,
в
основном
за
счет
связи
биосферно
-
планетарных
явлений
с
космическим
излучением
(
солнечной
радиацией
).
Ре
по
зи
то
ри
й
Ба
рГ
У
159
В
основе
этой
функции
лежит
фотосинтетическая
деятель
-
ность
растений
и
фотосинтезирующих
бактерий
,
в
процессе
кото
-
рой
происходит
аккумуляция
солнечной
энергии
и
ее
перераспре
-
деление
между
отдельными
компонентами
биосферы
(
рис
. 5.1.2).
За
счет
накопленной
солнечной
энергии
протекают
практически
все
жизненные
явления
на
Земле
.
В
некоторых
глубоководных
морских
экосистемах
использу
-
ется
не
солнечная
энергия
,
поскольку
солнечный
свет
туда
попро
-
сту
не
доходит
.
Такие
экосистемы
(
например
,
экосистемы
,
суще
-
ствующие
на
склонах
подводных
вулканов
)
функционируют
за
счет
энергии
химических
превращений
соединений
серы
.
В
каче
-
стве
продуцентов
в
этих
сообществах
выступают
хемосинтези
-
рующие
бактерии
.
Некоторые
бактерии
независимы
в
обеспечении
себя
органиче
-
ским
веществом
от
солнечных
лучей
.
Они
используют
для
жизне
-
деятельности
химическую
энергию
некоторых
химических
соеди
-
нений
,
например
минералов
,
богатых
кислородом
.
Рисунок
5.1.2 —
Поток
энергии
в
биосфере
(
по
Ф
.
Рамонду
, 1981 [16])
Ре
по
зи
то
ри
й
Ба
рГ
У
160
Конечно
,
число
таких
видов
бактерий
небольшое
,
но
эти
орга
-
низмы
имеют
значительный
потенциал
размножения
.
Так
,
одна
бактерия
может
произвести
за
одни
сутки
несколько
триллионов
особей
.
Поэтому
нельзя
недооценивать
их
роль
в
энергетическом
обмене
в
биосфере
.
Хемотрофные
бактерии
играют
заметную
роль
в
геохимии
серы
,
железа
,
азота
.
Они
обитают
в
земле
,
морской
и
пресной
воде
,
донных
отложениях
и
т
.
п
.
Газовая
функция
—
осуществление
миграции
газов
и
их
пре
-
вращения
,
обеспечение
газового
состава
биосферы
.
В
процессе
функционирования
живого
вещества
создается
ос
-
новная
масса
газов
в
биосфере
.
Биогенное
происхождение
имеют
азот
,
кислород
,
углекислый
газ
,
сероводород
,
метан
и
др
.
Реализация
газовой
функции
живого
вещества
указывает
на
его
могущественность
как
геохимического
фактора
.
Ведь
именно
жи
-
вые
организмы
изменили
химический
состав
атмосферы
Земли
,
насытив
ее
кислородом
,
содержание
которого
в
настоящее
время
составляет
в
среднем
около
21%.
До
появления
жизни
доля
кисло
-
рода
в
атмосфере
составляла
всего
лишь
десятитысячные
процента
.
Концентрационная
функция
—
извлечение
и
накопление
живыми
организмами
биогенных
элементов
окружающей
среды
.
Состав
живого
вещества
существенно
отличается
от
состава
косного
вещества
плане
-
ты
.
В
живом
веществе
преобладают
атомы
водорода
,
углерода
,
азота
,
кислорода
,
натрия
,
калия
,
кальция
,
магния
,
алюминия
,
кремния
,
серы
,
хлора
и
т
.
п
.
Они
входят
,
к
примеру
,
в
состав
клеточных
мембран
и
ци
-
топлазмы
,
ферментов
и
гормонов
,
различных
пигментов
,
например
хлорофилла
(
магний
),
гемоглобина
(
железо
),
скелетных
образований
(
кальций
,
кремний
).
Концентрация
этих
элементов
в
теле
живых
орга
-
низмов
в
сотни
,
а
иногда
и
в
тысячи
раз
выше
,
чем
во
внешней
среде
.
Этим
объяснятся
неоднородность
химического
состава
биосферы
.
Окислительно
-
восстановительная
функция
—
химическое
превращение
веществ
,
содержащих
атомы
с
переменной
степенью
окисления
(
соединения
железа
,
марганца
и
др
.).
Благодаря
данной
функции
происходит
превращение
большинства
химических
соеди
-
нений
.
На
поверхности
Земли
преобладают
биогенные
процессы
окисления
и
восстановления
,
которые
происходят
либо
при
участии
организмов
,
либо
внутри
них
.
Деструкционная
функция
обусловливается
разложением
орга
-
низмов
после
их
смерти
и
минерализацией
органического
вещества
.
Ре
по
зи
то
ри
й
Ба
рГ
У